Inhalt
Die Vereinigten Staaten produzieren mehr Kohle als andere Nationen - es wird geschätzt, dass fast 300 Milliarden Tonnen, genug für die nächsten 240 Jahre, basierend auf dem aktuellen Verbrauch. Auf der Suche nach nachhaltigen Energiequellen wurde Kohle mit schlechten Augen betrachtet, aber neue Technologien verändern die Art und Weise, wie Kohle verarbeitet und in Energie umgewandelt wird. Innovationen bei der Energieumwandlung zielen auf sauberere Energie und niedrigere Kosten ab.
Kohle für synthetisches Gas
Boston und andere "moderne" Städte des 19. Jahrhunderts trieben Straßenlaternen und Gashäuser an und verbrannten dabei Kohle, die Verschmutzungswolken emittierte. Die Umwandlung von Kohle in synthetisches Gas erfolgt heute mit immer ausgefeilteren Methoden, um die Freisetzung von Kohlendioxid zu minimieren. Die katalytische Vergasung mischt Kohle und einen festen Katalysator mit Dampf in einem engen Zylinder. Das Gemisch wird unter Druck gesetzt und das Ergebnis ist Wasserstoff und Kohlenmonoxid (synthetisches Gas) mit etwas Kohlendioxid. Die Trennung und sichere Entsorgung von Kohlendioxid sind die aktuellen Herausforderungen bei der Herstellung billigerer und sauberer synthetischer Kohlengase. Dieser Prozess kann noch einen Schritt weiter gehen, um flüssiges Kraftstoff - synthetisches Öl herzustellen.
Kohle für Flüssigkeiten
Diesel und Düsentreibstoff sind die Endprodukte einer Kohleumwandlung. Ein Prozess namens Kohle-zu-Flüssigkeiten (Kohle-zu-Flüssigkeiten - CTLs) wandelt Kohle in synthetisches Gas und dann in einen flüssigen Brennstoff um. CTLs sind sauberer als gewöhnliche fossile Brennstoffe - Flüssigkohle emittiert viel weniger Partikel und Kohlenwasserstoffe (55 bis 60% weniger als fossile Brennstoffe) und reduziert so die Luftverschmutzung. Die Kosten für CTLs im Jahr 2009 betrugen 100 R $ pro Barrel. Dieser Preis bleibt stabil und schwankt nicht uneinheitlich wie auf dem Markt für fossile Brennstoffe. Heute kostet CTL-Diesel ohne Steuern ungefähr 2,50 R $ pro Gallone. Um aus der Kohle flüssigen Brennstoff herzustellen, wird die Kohle in einen Vergaser gegeben, einen Destillierer, der die Kohle dazu zwingt, mit Luft, Sauerstoff oder Wasserdampf zu reagieren. Dieser Prozess bildet ein synthetisches Gas namens "Singas", das dann in einen anderen Reaktor übergeht. Singas verbindet sich mit Kobalt, Eisen oder einem anderen festen Katalysator in der zweiten Kammer und wandelt die Mischung in Kohlenwasserstoffe um. Wenn diese Mischung abkühlt, wird sie zu flüssigem Kraftstoff.
Kohle für Strom
Kohle wird am häufigsten zur Stromerzeugung verwendet. Die feste Kohle wird zu einem Pulver gemahlen und mit heißer Luft gemischt. Dann wird es in einem Ofen verbrannt, um Wasser zu erhitzen und Dampf zu bilden. Dieser Dampf bewirkt, dass sich die Schaufeln einer Turbine drehen und einen Generator starten. Magnete in einer Kupferfeder im Generator vervollständigen die Umwandlung von Kohle in elektrische Energie. Der "verbrauchte" Dampf wird in einem Kondensator aufgefangen, der dann in den Kreislauf zurückkehrt und weiterhin zur Stromerzeugung verwendet wird. Das US-Energieministerium hat an einer alternativen Methode für die Kohlevergasung zur Stromerzeugung in einem emissionsfreien Kraftwerk gearbeitet.
